KR101565515B1 - 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다이싱 공정 중 절삭 깊이를 조절하여 버(burr)의 발생 및 픽업 불량을 최소화할 수 있는 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은. 기저필름, 점착제층, 접착제층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 다이싱 블레이드로 절삭하는 단계; 상기 절삭된 반도체 웨이퍼를 익스팬딩 하는 단계; 및 상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 반도체 웨이퍼의 절삭에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하고, 상기 절삭의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼의 최상부로부터 상기 접착제층 두께의 5 내지 95%까지이다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이싱 공정 중 절삭 깊이를 조절하여 버(burr)의 발생 및 픽업 불량을 최소화할 수 있는 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징(packaging)하는 공정을 포함한다. 패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름(circuit film) 또는 리드 프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품을 보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는 트림 공정; 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사공정 등을 포함한다.
상기 다이싱 공정을 통해, 복수개의 칩들이 형성된 반도체 웨이퍼로부터 서로 분리된 개별칩들이 제조된다. 광의적으로 다이싱 공정은 반도체 웨이퍼의 후면을 그라인딩(grinding)하고, 칩들 사이의 다이싱 라인을 따라 반도체 웨이퍼를 절단함으로써 서로 분리된 복수개의 개별칩들을 제조하는 공정이다.
상기 다이싱 공정에서는 웨이퍼를 다이싱 블레이드 등을 사용하여 절삭을 행하게 되는데, 일반적으로 웨이퍼, 접착제층, 점착제층(PSA)를 완전히 절삭하고 점착제층 하부의 기저필름 상부의 일부까지 절삭하게 된다. 이러한 다이싱 공정 중 기저필름이나 점착제층으로부터 발생되는 절삭분, 즉 버(burr)에 의해 반도체 칩이 오염되게 되는 문제가 있었다.
또한, 다이싱 공정 중 접착제층 및 점착제층이 다이싱 블레이드의 기계적 마찰열과 열에 의해 서로 엉겨 붙어 고착화되어 다이싱 공정 중 픽업(pick-up) 공정이 어려워지는 문제점이 있었다.
본 발명은 버(burr)의 발생 및 픽업 불량을 최소화할 수 있는 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은. 기저필름, 점착제층, 접착제층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 다이싱 블레이드로 절삭하는 단계; 상기 절삭된 반도체 웨이퍼를 익스팬딩 하는 단계; 및 상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 반도체 웨이퍼의 절삭에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하고, 상기 절삭의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼의 최상부로부터 상기 접착제층 두께의 5 내지 95% 까지이다.
그리고, 상기 익스팬딩 단계는 -30℃ 내지 10℃에서 행해질 수 있다.
또한, 상기 익스팬딩 단계는 상기 반도체 웨이퍼를 7 내지 25mm만큼 익스팬딩 할 수 있다.
아울러, 상기 접착제층의 모듈러스는 -30℃ 내지 10℃에서 2,000 MPa 이상일 수 있다.
그리고, 상기 기저필름의 인장 연신율은 400 내지 1,200 % 일 수 있다.
또한, 상기 기저필름의 인장 탄성율은 150 MPa 이상 일 수 있다.
그리고, 상기 기저필름은 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 및 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
또한, 상기 점착제층은 자외선 경화형 점착제를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 접착제층은 에폭시 수지, 저탄성 고분자량 수지. 및 경화제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은 절삭 깊이 조절, 및 익스팬딩 공정을 포함함으로써, 다이싱 공정 중 기저필름이나 점착제층으로부터 발생되는 절삭분, 즉 버(burr) 발생을 방지하고, 다이싱 공정 중 접착제층 및 점착제층이 다이싱 블레이드의 기계적 마찰열과 열에 의해 서로 엉겨 붙어 고착화되는 것을 방지함으로써 픽업 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법을 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은, 기저필름, 점착제층, 접착제층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 다이싱 블레이드로 절삭하는 단계; 상기 절삭된 반도체 웨이퍼를 익스팬딩 하는 단계; 및 상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 반도체 웨이퍼의 절삭에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하고, 상기 절삭의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼의 최상부로부터 상기 접착제층 두께의 5 내지 95%까지인 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 구현예에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은, 버(burr)의 발생 및 픽업 불량을 최소화할 수 있는 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법을 제공할 수 있는 것으로, 기저필름, 점착제층, 접착제층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 다이싱 블레이드로 절삭하는 단계; 상기 절삭된 반도체 웨이퍼를 익스팬딩 하는 단계; 및 상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 반도체 웨이퍼의 절삭에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하고, 상기 절삭의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼의 최상부로부터 상기 접착제층 두께의 5 내지 95% 까지이다. 도 1은, 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법을 나타낸 것이다.
본 발명의 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은 상기와 같은 절삭 깊이 조절, 및 익스팬딩 공정을 포함함으로써, 다이싱 공정 중 기저필름이나 점착제층으로부터 발생되는 절삭분, 즉 버(burr) 발생을 방지하고, 다이싱 공정 중 접착제층 및 점착제층이 다이싱 블레이드의 기계적 마찰열과 열에 의해 서로 엉겨 붙어 고착화되는 것을 방지함으로써 픽업 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 반도체 웨이퍼는 기저필름, 점착제층, 접착제층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층되어 있는 구조를 가진다. 일반적인 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은 상기 구조에 있어서, 웨이퍼, 접착제층, 점착제층(PSA)를 완전히 절삭하고 점착제층 하부의 기저필름 상부의 일부까지 절삭하게 된다.
그러나, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은 절삭의 깊이를 상기 반도체 웨이퍼의 최상부로부터 상기 접착제층 두께의 5 내지 95%까지로 하여 웨이퍼의 전부, 및 접착제층 두께의 5 내지 95%까지만 절삭을 행함으로써, 버(burr) 발생을 방지하고, 픽업 불량을 방지할 수 있다. 다만, 접착제층의 일부 두께까지만 절삭이 이루어지고 점착제층은 전혀 절삭이 이루어지지 아니하기 때문에 추가적으로 익스팬딩 공정을 행할 수 있다. 익스팬딩은 양쪽 수평방향으로 절삭이 이루어진 반도체 웨이퍼를 인장시키는 공정으로, 이로 인해 부분적으로 절삭된 접착제층이 완전히 절삭되는 효과를 가져오게 된다. 또한, 칩간의 간격을 확장시킬 수 있고, 접착부 및 점착부 계면에 어긋남을 발생시켜 추후 픽업을 용이하게 할 수 있다.
한편, 상기에서 다이싱 블레이드로 반도체 웨이퍼를 절삭하는 단계에서 다이싱 블레이드의 회전 속도는 일반적인 반도체 웨이퍼의 다이싱 공정에서 사용되는 범위이면 특별히 제한되지 아니하나, 바람직하게는 40,000 내지 50,000 rpm 일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 절삭의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼의 최상부로부터 상기 접착제층 두께의 5 내지 95% 까지, 바람직하게는 20 내지 80% 까지로 하는 것이 바람직한데, 이는 접착제층 두께의 5% 미만까지 절삭을 행할 경우는 익스팬딩을 행하여도 접착제층의 완전한 절삭이 어렵거나 기계적 오차에 의해 접착제 층이 전혀 절삭되지 않을 수 있는 문제가 있고, 접착제층 두께의 95% 초과까지 절삭을 행할 경우는 다이싱 블레이드의 고속회전에 의해 발생되는 열에 의해 접착제층과 점착제층이 서로 엉겨붙어 고착화 될 수 있거나 기계적 오차에 의해 점착제층이 부분 절삭되어 접착제층과 엉기는 현상이 나타날 수 있는 문제가 있기 때문이다.
반도체 웨이퍼의 절삭 후, 익스팬딩 단계를 행하게 된다. 본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 익스팬딩 단계는 -30℃ 내지 10℃에서 행해질 수 있다. 이는 상기 온도 범위 내에서 익스팬딩 시 접착제의 Tg 이하에서 모듈러스를 증가시켜 분단성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 익스팬딩 단계는 상기 반도체 웨이퍼를 7 내지 25mm만큼 익스팬딩 할 수 있다. 7mm 미만 익스팬딩 시는 익스팬딩에 따른 장력이 부족하여 접착제가 충분히 분단되지 아니할 수가 있고, 25mm 초과 익스팬딩 시는 과도한 익스팬딩으로 기저필름이 찢어질 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 접착제층의 모듈러스는 -30℃ 내지 10℃에서 2,000 MPa 이상일 수 있다. 이는 접착제층의 모듈러스가 2,000MPa 미만일 경우 연성이 너무 커져 익스팬딩 시 접착제의 분단성을 충분히 확보하지 못할 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 기저필름의 인장 연신율은 400 내지 1,200 % 일 수 있고, 인장 탄성율은 150 MPa 이상 일 수 있다. 이는 기저필름의 인장 연신율이 400% 미만인 경우 익스팬딩 시 기저 필름이 찢어질 수 있고, 1,200% 초과일 경우 기저 필름의 연성이 너무 높아 접착제층이 충분히 분단되지 아니할 수 있다는 문제가 있기 때문이다. 아울러, 인장 탄성율이 150MPa 미만일 경우, 익스팬딩 시 접착제층에 충분한 인장력을 전달하기가 불가능하여 양호한 분단성을 확보하기 어렵다는 문제가 있다.
그리고, 상기 기저필름은 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 및 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
기저 필름의 구체적인 종류는 일반적으로 사용되는 기저필름이라면 특별히 한정되지 않으며, 상기와 같이, 저밀도 폴리에틸렌 필름, 선형 폴리에틸렌 필름, 중밀도 폴리에틸렌 필름, 고밀도 폴리에틸렌 필름, 초저밀도 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체 필름, 폴리프로필렌의 블록 공중합체 필름, 호모폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐(polymethylpentene), 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 필름, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 필름, 에틸렌-아이오노머 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 폴리부텐 필름, 스틸렌의 공중합체 또는 일래스토머 등의 일종 또는 이종 이상의 필름을 들 수 있다. 상기에서 이종 이상의 기저 필름은, 전술한 각 기저 필름이 2층 이상 적층된 구조의 필름 또는 전술한 수지의 2종 이상의 블렌드물로부터 제조된 필름을 의미한다. 위와 같은 기저 필름에는 또한 필요에 따라 매트 처리, 코로나 방전처리, 프라이머 처리 또는 가교 처리 등의 관용적인 물리적 또는 화학적 처리를 가할 수 있다.
또한, 상기 점착제층은 자외선 경화형 점착제를 포함할 수 있다. 즉, 상기 점착제층은 특별히 제한되지 않고, 통상의 자외선 경화형 점착제를 사용하여 필름을 구성할 수 있다.
예를 들면, 상기 점착제층은 베이스 수지, 자외선 경화형 화합물, 광개시제 및 가교제를 포함할 수 있다.
상기에서 베이스 수지의 예로는 아크릴계 수지를 들 수 있으며, 이러한 아크릴계 수지는 중량평균분자량이 10만 내지 150만, 바람직하게는 20만 내지 100만일 수 있다. 중량평균분자량이 10만 미만이면, 코팅성 또는 응집력이 저하되어, 박리 시에 피착체에 잔여물이 남거나, 또는 점착제 파괴 현상이 일어날 우려가 있다. 또한, 중량평균분자량이 150만을 초과하면, 베이스 수지가 자외선 경화형 화합물의 반응을 방해하여, 박리력 감소가 효율적으로 이루어지지 않을 우려가 있다. 이러한 아크릴계 수지는 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 가교성 관능기 함유 단량체의 공중합체일 수 있다. 이 때 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 예로는 알킬 (메타)아크릴레이트를 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 가지는 단량체로서, 펜틸 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트 또는 데실 (메타)아크릴레이트의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다. 알킬의 탄소수가 큰 단량체를 사용할수록, 최종 공중합체의 유리전이온도가 낮아지므로, 목적하는 유리전이온도에 따라 적절한 단량체를 선택하면 된다. 또한, 가교성 관능기 함유 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 또는 질소 함유 단량체의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다. 이 때 히드록실기 함유 화합물의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 카복실기 함유 화합물의 예로는, (메타)아크릴산 등을 들 수 있으며, 질소 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴로니트릴, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 아크릴계 수지에는 또한 상용성 등의 기타 기능성 향상의 관점에서, 초산비닐, 스틸렌 또는 아크릴로니트릴 탄소-탄소 이중결합함유 저분자량 화합물 등이 추가로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 자외선 경화형 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 중량평균분자량이 500 내지 300,000 정도인 다관능성 화합물(ex. 다관능성 우레탄 아크릴레이트, 다관능성 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머 등)을 사용할 수 있다. 이 분야의 평균적 기술자는 목적하는 용도에 따른 적절한 화합물을 용이하게 선택할 수 있다. 상기 자외선 경화형 화합물의 함량은 전술한 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 5 중량부 내지 400 중량부, 바람직하게는 10 중량부 내지 200 중량부일 수 있다. 자외선 경화형 화합물의 함량이 5 중량부 미만이면, 경화 후 점착력 저하가 충분하지 않아 픽업성이 떨어질 우려가 있고, 400 중량부를 초과하면, 자외선 조사 전 점착제의 응집력이 부족하거나, 이형 필름 등과의 박리가 용이하게 이루어지지 않을 우려가 있다.
상기 광개시제의 종류 역시 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 알려진 일반적인 개시제의 사용이 가능하며, 그 함량은 상기 자외선 경화형 화합물 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 내지 20 중량부일 수 있다. 광개시제의 함량이 0.05 중량부 미만이면, 자외선 조사에 의한 경화 반응이 부족해져 픽업성이 저하될 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면 경화 과정에는 가교 반응이 짧은 단위로 일어나거나, 미반응 자외선 경화형 화합물이 발생하여 피착체 표면의 잔사에 원인이 되거나, 경화 후 박리력이 지나치게 낮아져 픽업성이 저하될 우려가 있다. 또한, 점착부에 포함되어 접착력 및 응집력을 부여하기 위한 가교제의 종류 역시 특별히 한정되지 않으며, 이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 에폭시계 화합물 또는 금속 킬레이트계 화합물 등의 통상의 화합물을 사용할 수 있다. 상기 가교제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 2 중량부 내지 40 중량부, 바람직하게는 2 중량부 내지 20 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 함량이 2 중량부 미만이면, 점착제의 응집력이 부족할 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면, 자외선 조사 전 점착력이 부족하여, 칩 비산 등이 일어날 우려가 있다.
본 발명의 점착부에는 또한 로진 수지, 터펜(terpene) 수지, 페놀 수지, 스티렌 수지, 지방족 석유 수지, 방향족 석유 수지 또는 지방족 방향족 공중합 석유 수지 등의 점착 부여제가 적절히 포함될 수 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 점착층을 기재 필름 상에 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 기재 필름 상에 직접 본 발명의 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하는 방법 또는 박리성 기재 상에 일단 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 제조하고, 상기 박리성 기재를 사용하여 점착제층을 기재 필름 상에 전사하는 방법 등을 사용할 수 있다.
이 때 점착제 조성물을 도포 및 건조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 상기 각각의 성분을 포함하는 조성물을 그대로, 또는 적당한 유기용제에 희석하여 콤마 코터, 그라비아 코터, 다이 코터 또는 리버스 코터 등의 공지의 수단으로 도포한 후, 60℃ 내지 200℃의 온도에서 10초 내지 30분 동안 용제를 건조시키는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 과정에서는 점착제의 충분한 가교 반응을 진행시키기 위한 에이징(aging) 공정을 추가적으로 수행할 수도 있다.
아울러, 상기 접착제층은 에폭시 수지, 저탄성 고분자량 수지. 및 경화제를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 상기 에폭시 수지에는 이 분야에서 공지된 일반적인 접착제용 에폭시 수지가 포함될 수 있으며, 예를 들면, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 함유하고, 중량평균분자량이 100 내지 2,000인 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 위와 같은 에폭시 수지는 경화 공정을 통해 하드한 가교 구조를 형성하여, 탁월한 접착성, 내열성 및 기계적 강도를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명에서는 특히 평균 에폭시 당량이 100 내지 1,000인 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지의 에폭시 당량이 100 미만이면, 가교 밀도가 지나치게 높아져서, 접착 필름이 전체적으로 딱딱한 성질을 나타낼 우려가 있고, 1,000을 초과하면, 내열성이 저하될 우려가 있다. 위와 같은 에폭시 수지의 예로는, 비스페놀 A 에폭시 수지 또는 비스페놀 F 에폭시 수지 등의 이관능성 에폭시 수지; 또는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 또는 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등의 3개 이상의 관능기를 가지는 다관능성 에폭시 수지의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 특히 상기 에폭시 수지로서 이관능성 에폭시 수지 및 다관능성 에폭시 수지의 혼합 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용하는 용어 『다관능성 에폭시 수지』는 3개 이상의 관능기를 가지는 에폭시 수지를 의미한다. 즉, 일반적으로 이관능성 에폭시 수지는 유연성 및 고온에서의 흐름성 등은 우수하나, 내열성 및 경화 속도가 떨어지는 반면, 관능기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지는 경화 속도가 빠르고, 높은 가교 밀도로 인해 탁월한 내열성을 보이나, 유연성 및 흐름성이 떨어진다. 따라서, 상기 두 종류의 수지를 적절히 혼합, 사용함으로 해서, 접착층의 탄성률 및 택(tack) 특성을 제어하면서도, 다이싱 공정 시에 칩의 비산이나 버의 발생을 억제할 수 있다.
저탄성 고분자량 수지는 접착제 내에서 소프트 세그먼트를 이루어 고온에서의 응력 완화 특성을 부여하는 역할을 할 수 있다. 본 발명에서는 상기 고분자량 수지로서, 상기 에폭시 수지와 블렌딩되어 필름 형성 시에 부서짐을 유발하지 않고, 가교 구조의 형성 후 점탄성을 나타낼 수 있으며, 다른 성분과의 상용성 및 보관 안정성이 우수한 것이라면, 어떠한 수지 성분도 사용될 수 있다.
상기 저탄성 고분자량 수지의 구체적인 종류는, 전술한 특성을 만족하는 한, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에서는 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 아크릴로니트릴부타디엔 고무 또는 아크릴계 수지 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기에서 아크릴계 수지의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산 및 그 유도체를 포함하는 아크릴계 공중합체를 들 수 있으며, 이 때 (메타)아크릴산 및 그 유도체의 예로는 (메타)아크릴산; 메틸 (메타)아크릴레이트 또는 에틸 (메타)아크릴레이트 등의 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 함유하는 알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴로니트릴 또는 (메타)아크릴아미드; 및 기타 공중합성 단량체들이 포함된다.
상기 아크릴계 수지는 또한 글리시딜기, 히드록시기, 카복실기 및 아민기 등의 일종 또는 이종 이상의 관능기를 포함할 수 있으며, 이와 같은 관능기는 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 히드록시 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 카복시 (메타)아크릴레이트 등의 단량체를 공중합시킴으로써 도입할 수 있다.
접착제 조성물에 포함될 수 있는 경화제는 상기 에폭시 수지 및/또는 저탄성 고분자량 수지와 반응하여, 가교 구조를 형성할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에서는 상기 두 성분과 동시에 반응하여 가교 구조를 형성할 수 있는 경화제를 사용할 수 있는데, 이와 같은 경화제는 접착제 내의 소프트 세그먼트 및 하드 세그먼트와 각각 가교 구조를 이루어 내열성을 향상시키는 동시에, 양자의 계면에서 두 세그먼트의 가교제로 작용하여 반도체 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다
제조예
1 :
다이
접착필름 제조
고분자량 지방족 에폭시 수지(SA-71, 엘지화학, Tg 20℃, 중량 평균 분자량 85만) 90중량부, 지방족계 에폭시 수지(노볼락형 에폭시 수지, 연화점 94℃) 30중량부, 에폭시 수지의 경화제로 페놀수지(페놀 노볼락 수지, 연화점 94℃) 20중량부, 중온 개시 경화 촉진제 (2-메틸 이미다졸 (2MZ)) 0.1 중량부, 고온 개시 경화 촉진제 (2-페닐-4-메틸-이미다졸 (2P4MZ)) 0.5 중량부, 충진제로써 실리카 (용융 실리카, 평균 입경 75nm) 20 중량부로 이루어진 조성물에 메틸에틸케톤에 교반 혼합하여 바니쉬를 제조하였다.
상기 접착수지 조성물을 두께 38um의 기저 필름(SKC, RS-21G)에 도포하고, 110℃에서 5분 간 건조하여 도막 두께 20um인 접착필름(A-1)을 제조하였다.
제조예
2 :
다이
접착필름 제조
지방족계 에폭시 수지(노볼락형 에폭시 수지, 연화점 94℃) 20중량부, 에폭시 수지의 경화제로 페놀수지(페놀 노볼락 수지, 연화점 94℃) 16중량부, 및 충진제로써 실리카 (용융 실리카, 평균 입경 75nm) 12중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 접착필름(A-2)을 제조하였다.
제조예
3 :
다이
접착필름 제조
지방족계 에폭시 수지(노볼락형 에폭시 수지, 연화점 94℃) 15중량부, 에폭시 수지의 경화제로 페놀수지(페놀 노볼락 수지, 연화점 94℃) 12중량부, 및 충진제로써 실리카 (용융 실리카, 평균 입경 75nm) 8중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 접착필름(A-3)을 제조하였다.
제조예
4 : 기저 필름 제조
2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 및 메틸 메타크릴레이트를 공중합하여 제조된 중량평균분자량이 80만이고, 유리전이온도가 10℃인 아크릴계 공중합체 100 중량부, 이소시아네이트 경화제 5중량부, 및 중량평균 분자량이 2만인 다관능성 올리고머 10중량부를 포함하는 혼합물에 광개시제로서 다로커 TPO(Darocur TPO)를 상기 다관능성 올리고머 100중량부 대비 7중량부의 양으로 혼합하여 자외선 경화형 점착제 조성물을 제조하였다. 그 후, 제조된 자외선 경화형 점착제를 이형 처리된 두께 38um의 폴리에스테르 필름 위에 건조 후의 두께가 10um가 되도록 도포하고, 110℃에서 3분 간 건조하였다. 이어서, 건조된 점착층을 기저 필름으로써 두께가 100um인 폴리올레핀 필름 P(샘플명)에 라미네이트하여 점착필름(B-1)을 제조하였다.
제조예
5 : 기저 필름 제조
폴리올레핀 필름 P 대신 Q(샘플명)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 4와 동일한 방법으로 점착필름(B-2)를 제조하였다.
제조예
6 : 기저 필름 제조
폴리올레핀 필름 P 대신 R(샘플명)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 제조예 4와 동일한 방법으로 점착필름(B-2)를 제조하였다.
시험예
1 : 접착필름의
모듈러스
측정
상기 제조예 1 내지 3에서 제조된 접착필름을 600um 두께로 적층한 후, DMA(Dynamic Mechanical Analyzer)를 이용하여 -30℃ 내지 10℃의 온도 구간에서 10℃/min 의 승온속도로 1Hz에서 측정하여, 측정결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 다이 접착필름 | 모듈러스 (MPa) | ||
| -30℃ | -10℃ | 10℃ | |
| A-1 | 4,400 | 4,300 | 3,900 |
| A-2 | 3,200 | 2,700 | 2,100 |
| A-3 | 2,500 | 2,300 | 1,900 |
시험예
2 : 기저필름의 인장 특성 측정
상기 제조예 4 내지 6에서 제조된 기저필름을 ASTM D-3330 기준에 맞추어 샘플을 제작한 후, 만능재료 시험기 (UTM, Universal Testing Machine)을 이용해 100mm/min의 속도로 측정하여 측정결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 기저필름 | 인장 탄성율 (MPa) | 인장 연신율 (%) |
| B-1 | 210 | 670 |
| B-2 | 160 | 1,100 |
| B-3 | 130 | 1,300 |
제조예
7 :
다이싱
다이
접착 필름 제조
상기 제조예 1 내지 3에 따라 제조된 접착필름과 상기 제조예 4 내지 6에서 제조된 기저필름을 폴라미네이터(Fujishoko 사)를 이용하여 30℃에서 5kgf/cm2 의 조건으로 라미네이트하여 하기 표 3의 조합으로 다이싱 다이 접착필름 C-1 내지 C-4와 D-1, D-2를 제조하였다.
| 다이싱 다이 접착필름 | 접착필름 | 기저필름 |
| C-1 | A-1 | B-1 |
| C-2 | A-1 | B-2 |
| C-3 | A-2 | B-1 |
| C-4 | A-2 | B-2 |
| D-1 | A-3 | B-1 |
| D-2 | A-1 | B-3 |
실시예
및
비교예
하기 표 4 및 5에 나타난 실시예 1 내지 12, 및 비교예 1 내지 8에 기재된 다이싱 다이 접착필름 및 조건으로 하기 특성들을 측정하였다.
1.
Burr
특성 측정
8 inch 100um 두께의 웨이퍼와 웨이퍼 링을 마운터를 이용하여 60℃에서 상기에서 제조된 다이싱 다이 접착필름에 부착하였다. 다이싱 장비(네온테크 사 제조)를 이용하여 rpm 45,000, feeding speed 70mm/sec, 칩 크기 10mm x 15mm 에서 절삭 깊이 (cut depth, 기저 필름에서 커팅되지 아니하고 남은 부분의 두께)를 160,126, 114, 85um 로 달리하여 다이싱한 후, 현미경으로 다이 표면을 관찰하여 Burr 발생 개수를 확인하였다. Burr 발생이 전혀 없으면 우수, 5% 이내이면 양호, 5% 이상 발생하면 불량으로 평가하였다.
2.
익스팬딩
및 픽업특성 측정
다이싱된 웨이퍼 부착된 다이 접착필름은 익스팬딩 장비 (HS-1810)을 이용하여 -40℃, -30℃, -10℃, 10℃, 및 25℃ 에서 익스팬딩 후, 필름의 상태를 확인하여 정상, 찢어짐, 디이싱링 박리현상으로 평가 확인하였다. 그 후, UV 조사 장비를 이용해 300mJ/cm2 노광량으로 조사한 후 픽업 장비 (Shinkawa, SPA-210)를 이용하여 픽업 성공율을 확인하였다. 픽업 성공율이 100%이면 우수, 90% 이상이면 양호, 90% 이하면 불량으로 평가하였다.
상기 측정 결과는 하기 표 4 및 5에 나타내었다.
| 구분 | 다이싱 다이 접착필름 | cut depth (um) | 익스팬딩 온도 (℃) | 익스팬딩 길이 (mm) | Burr 특성 | 픽업특성 |
| 실시예 1 | C-1 | 126 | -10 | 15 | 우수 | 우수 |
| 실시예 2 | C-1 | 114 | -10 | 15 | 우수 | 우수 |
| 실시예 3 | C-2 | 126 | -10 | 15 | 우수 | 우수 |
| 실시예 4 | C-2 | 114 | -10 | 15 | 우수 | 우수 |
| 실시예 5 | C-3 | 126 | -10 | 15 | 우수 | 양호 |
| 실시예 6 | C-4 | 114 | -10 | 15 | 양호 | 우수 |
| 비교예 1 | C-1 | 160 | -10 | 15 | 우수 | 불량 |
| 비교예 2 | C-1 | 85 | -10 | 15 | 불량 | 우수 |
| 비교예 3 | D-1 | 114 | -10 | 15 | 양호 | 불량 |
| 비교예 4 | D-2 | 114 | -10 | 15 | 우수 | 불량 |
| 구분 | 다이싱 다이 접착필름 | cut depth (um) | 익스팬딩 온도 (℃) | 익스팬딩 길이 (mm) | 필름상태 | 픽업특성 |
| 실시예 7 | C-2 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 우수 |
| 실시예 8 | C-2 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 우수 |
| 실시예 9 | C-2 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 양호 |
| 비교예 5 | C-2 | 126 | -10 | 15 | 필름박리 | 평가불가 |
| 비교예 6 | C-2 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 불량 |
| 실시예 10 | C-1 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 양호 |
| 실시예 11 | C-1 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 우수 |
| 실시예 12 | C-1 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 우수 |
| 비교예 7 | C-1 | 126 | -10 | 15 | 정상 | 불량 |
| 비교예 8 | C-1 | 126 | -10 | 15 | 찢어짐 | 평가불가 |
상기 표 4의 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 결과로부터, 본 발명에 따라 절삭 깊이를 접착제의 5 내지 95% 이내로 하는 경우에는 Burr 특성이나 픽업특성이 우수하거나 양호한 반면, 동일한 필름 사용의 경우에도 절삭 깊이가 상기 범위를 벗어나는 경우는 Burr 특성이 불량하거나 픽업특성이 불량함을 알 수 있었다. 또한, 비교예 3 및 4에서 볼 수 있듯이 접착제의 모듈러스 값, 인장 물성이 본 발명의 범위를 벗어난 경우 픽업특성이 불량하게 나타남을 확인할 수 있었다.
아울러, 표 5의 실시예 7 내지 9와 비교예 5 및 6에서 볼 수 있듯이 익스팬딩 온도가 본 발명의 범위 내에 있는 경우에는 익스팬딩 후에도 필름상태 및 픽업특성이 양호하였지만, 상기 익스팬딩 온도 범위를 벗어나는 경우에는 필름이 박리되어 픽업특성을 측정할 수 없거나 픽업특성이 불량함을 알 수 있었다. 또한, 실시예 10 내지 12와 비교예 7, 8의 결과로부터 익스팬딩 길이가 본 발명의 범위 내 일 경우에는 정상적인 필름상태와 양호한 픽업특성을 가졌으나, 범위 밖으로 익스팬딩한 경우는 픽업특성이 불량해 지거나, 필름이 찢어지는 결과가 나타남을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (9)
- 기저필름, 점착제층, 접착제층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 다이싱 블레이드로 절삭하는 단계;
상기 절삭된 반도체 웨이퍼를 -30℃ 내지 10℃에서 익스팬딩 하는 단계; 및
상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 상기 반도체 웨이퍼의 절삭에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계;
를 포함하고,
상기 접착제층의 모듈러스는 -30℃ 내지 10℃에서 2,000 MPa 이상이며,
상기 절삭의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼의 최상부로부터 상기 접착제층 두께의 5 내지 95% 까지인 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 익스팬딩 단계는 상기 반도체 웨이퍼를 7 내지 25mm 만큼 익스팬딩하는 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 기저필름의 인장 연신율은 400 내지 1,200 % 인 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기저필름의 인장 탄성율은 150 MPa 이상인 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기저필름은 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 및 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상인 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 점착제층은 자외선 경화형 점착제를 포함하는 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 접착제층은 에폭시 수지, 저탄성 고분자량 수지, 및 경화제를 포함하는 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020130013446A KR101565515B1 (ko) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법 |
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| KR1020130013446A KR101565515B1 (ko) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190044979A (ko) | 2017-10-23 | 2019-05-02 | 주식회사 지앤아이솔루션 | 순차 노광 기법을 이용한 광반응성형 몰드시스템 및 공정 |
| KR102273359B1 (ko) | 2020-12-04 | 2021-07-06 | (주)네온테크 | 다이싱 장치, 그 제조방법 및 스텝컷된 전자 부품칩의 검사방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011046963A (ja) * | 2003-06-06 | 2011-03-10 | Hitachi Chem Co Ltd | 接着シート |
| JP2012060037A (ja) | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体用フィルム、半導体ウエハーの個片化方法および半導体装置の製造方法 |
-
2013
- 2013-02-06 KR KR1020130013446A patent/KR101565515B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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